基于J2ME平臺(tái)的SOAP協(xié)議研究與應(yīng)用
基于J2ME平臺(tái)的SOAP協(xié)議研究與應(yīng)用
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摘 要：本文對(duì)于在J2ME平臺(tái)下，利用XML解析器開發(fā)SOAP協(xié)議的基本方法進(jìn)行了研究，介紹了J2ME平臺(tái)和SOAP協(xié)議，其中重點(diǎn)探討了XML的開發(fā)，提出了一種利用XML解析器在J2ME平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)SOAP協(xié)議的方法，具有一定的推廣價(jià)值。
關(guān)鍵詞：J2ME SOAP XML嵌入式系統(tǒng)
1 引言
J2ME作為嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)得到了迅速的發(fā)展，JAVA語(yǔ)言固有的平臺(tái)無(wú)關(guān)性使得基于J2ME平臺(tái)的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)具有廣闊的前景。受限于嵌入式設(shè)備及消費(fèi)類電器硬件條件的限制，J2ME平臺(tái)提供的功能有限，如何能夠在有限的資源下拓展J2ME的功能，使得J2ME平臺(tái)能夠處理SOAP協(xié)議是本文研究的重點(diǎn)。
目前企業(yè)應(yīng)用正在向面向WEB服務(wù)的SOA架構(gòu)轉(zhuǎn)變，嵌入式系統(tǒng)與企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的連接目前還處于TCP/IP協(xié)議、HTTP協(xié)議等比較初級(jí)的階段。隨著企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)提供的WEB服務(wù)日益廣泛和成熟，需要J2ME平臺(tái)提供處理SOAP協(xié)議的需求也越來(lái)越多。
SOA架構(gòu)是目前企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)廣泛部署的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)SOA的關(guān)鍵問題之一就是對(duì)SOAP協(xié)議的支持。本文分析了在J2ME平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)SOAP協(xié)議處理遇到的問題，提出了相應(yīng)的解決方案。
2 j2ME介紹[1] [2] [3]
J2ME(Java 2 Platform Micro Edition)是為無(wú)線電子市場(chǎng)所設(shè)計(jì)的JAVA平臺(tái)，包括JVM規(guī)范和API規(guī)范。J2ME 定義了一套類庫(kù)和虛擬機(jī)技術(shù)，這些技術(shù)可以使用戶、服務(wù)提供商和設(shè)備制造商通過(guò)物理(有線)連接或無(wú)線連接，按照需要隨時(shí)使用豐富的應(yīng)用程序。J2ME同時(shí)提供了Java語(yǔ)言一貫的跨平臺(tái)性和安全性。
為了支持用戶和嵌入式市場(chǎng)提出的靈活性和可定制性要求，J2ME被設(shè)計(jì)得更加模塊化和可縮放化。J2ME在設(shè)備原有的操作系統(tǒng)上建造了3層軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)這種要求：
1.JVM層：這層基于宿主操作系統(tǒng)，按照某一種J2ME的配置實(shí)現(xiàn)了JVM。
2.配置層：這層對(duì)于用戶可見度要低一些，但對(duì)簡(jiǎn)表層非常重要。它針對(duì)不同市場(chǎng)的需求，定義了Java虛擬機(jī)的最小功能集合和Java類庫(kù)的最小集合。在J2ME設(shè)備中，JVM與配置層緊密相連，它們體現(xiàn)了每一類設(shè)備的基本功能。
3.簡(jiǎn)表層：這層對(duì)于用戶和應(yīng)用程序提供者來(lái)說(shuō)是最常見的。它針對(duì)特定市場(chǎng)的需求，定義了Java虛擬機(jī)的最小功能集合和Java類庫(kù)的最小集合。
J2ME組件都圍繞一個(gè)中心，這些中心被稱為configuration(配置)，它們中間的每一個(gè)都是用于消費(fèi)電子和嵌入設(shè)備的特別的類。目前配置分為CLDC和CDC兩種。
Connected limited device configuration(有限連接設(shè)備配置，簡(jiǎn)稱 CLDC)定義支持“devices that you hold in your hand(握在手中的設(shè)備)”的應(yīng)用程序接口和技術(shù)，這類設(shè)備的代表是PDA。Connected device configuration(連接設(shè)備配置 CDC )定義支持“devices that you plug into plug into the wall(插入墻的設(shè)備)”的應(yīng)用程序接口和技術(shù)，這類設(shè)備的代表是機(jī)頂盒。
這兩種配置不同的地方就在于它們應(yīng)用于的裝置的能力，CLDC設(shè)備的處理器能力有限 (與臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)比較 )，并且存儲(chǔ)器大小一般也只在128 KB到 512 KB之間。CDC系統(tǒng)不同，它可能有32位或64位處理器，以及有限的存儲(chǔ)容量，不過(guò)它的下限也得超過(guò)512K。
上圖解釋配置和簡(jiǎn)表的體系結(jié)構(gòu)。J2ME的體系結(jié)構(gòu)被橫向地分成三層，縱向分成兩部分。配置包括一個(gè)控制配置核心類的虛擬機(jī)，具體的簡(jiǎn)表位于每個(gè)配置之上。
簡(jiǎn)表為相同消費(fèi)電子設(shè)備的不同的生產(chǎn)商提供了標(biāo)準(zhǔn)化的 Java類庫(kù)，現(xiàn)在五個(gè)已知簡(jiǎn)表已經(jīng)有了規(guī)范：
Mobile information devices profile (MIDP) 移動(dòng)電話和呼叫器 CLDC
Personal digital assistant profile Palm和Handspring的PDA 設(shè)備 CLDC
Foundation profile 用于所有不需要GUI的CDC設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)表 CDC
Personal profile 替代PersonalJava的Foundation完善的簡(jiǎn)表 CDC
RMI profile 提供RMI的Foundation完善的簡(jiǎn)表 CDC
3 SOAP協(xié)議介紹[4]
SOAP(簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議)是一種利用XML編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。它是同類協(xié)議中要求最低的一個(gè)規(guī)范，只定義了協(xié)議所要求的最關(guān)鍵的部分，有意地忽略了垃圾收集、對(duì)象激活等方面的細(xì)節(jié)。像TCP/IP協(xié)議一樣，SOAP協(xié)議也包括客戶端和服務(wù)器兩個(gè)部分。
SOAP客戶端是一種創(chuàng)建XML文檔的程序，該XML文檔包含在分布式系統(tǒng)遠(yuǎn)程調(diào)用方法所需的信息。SOAP客戶端不是傳統(tǒng)意義上的程序，它除了用作普通的桌面應(yīng)用程序外，還可以是一種Web服務(wù)器或基于服務(wù)器的應(yīng)用程序。來(lái)自SOAP客戶端的消息和請(qǐng)求一般是通過(guò)HTTP發(fā)送的。因而，SOAP文檔可以穿過(guò)幾乎所有的防火墻，從而能跨越不同的平臺(tái)交換信息。
SOAP服務(wù)器只是用于監(jiān)聽SOAP消息的特殊代碼，它可用作SOAP文檔的分配器和解釋器。外部Web服務(wù)可以與基于J2EE技術(shù)的應(yīng)用程序服務(wù)器交互，這種應(yīng)用程序服務(wù)器可以處理多種客戶端的SOAP請(qǐng)求。
SOAP定義了數(shù)據(jù)編碼規(guī)則，稱為基準(zhǔn)編碼或“Section 5(第5節(jié))”編碼，它是出自SOAP規(guī)范中描述數(shù)據(jù)編碼規(guī)則的內(nèi)容。SOAP編碼可以簡(jiǎn)短地描述成簡(jiǎn)單值或復(fù)合值的集合。簡(jiǎn)單值可以是簡(jiǎn)單類型，如整型、浮點(diǎn)型和字符型，或者是XML架構(gòu)規(guī)范第2部中定義的內(nèi)置類型，包括各種數(shù)據(jù)類型，如字節(jié)型數(shù)組和枚舉。復(fù)合值包括結(jié)構(gòu)、數(shù)組和XML架構(gòu)制定組定義的復(fù)雜類型。
SOAP在標(biāo)準(zhǔn)化消息格式環(huán)境中，可以做所有它能完成的工作。消息的主體部分是“text/xml”形式的MIME類型，并且包含一個(gè)SOAP封套。該封套是一個(gè)XML文檔。封套包含了報(bào)頭(可選的)和報(bào)文(必須有的)。封套的報(bào)文部分總是用于最終接收的消息，而報(bào)頭項(xiàng)目可以確定執(zhí)行中間處理的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。附件、二進(jìn)制數(shù)字及其他項(xiàng)目可以附加到報(bào)文上。
SOAP提供了一種讓客戶端指定哪個(gè)中間處理節(jié)點(diǎn)必須處理報(bào)頭項(xiàng)目的方法。由于報(bào)頭與SOAP消息的主體內(nèi)容是互不相關(guān)的，所以可用它們給消息添加信息，而不會(huì)影響對(duì)消息報(bào)文的處理。
4 SOAP協(xié)議在J2ME平臺(tái)中的實(shí)現(xiàn)
如何真正地將移動(dòng)設(shè)備融入到Web Services中去呢?這就需要使得PDA、手機(jī)等成為Web Services的客戶端，因此這些設(shè)備至少應(yīng)該具有處理XML信息的能力。在J2ME平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)SOAP客戶端的功能，使得嵌入式設(shè)備能夠連接企業(yè)的WEB服務(wù)是企業(yè)應(yīng)用中比較常見的需求。J2ME的基本類庫(kù)中沒有提供SOAP的支持，所以需要在J2ME平臺(tái)中開發(fā)實(shí)現(xiàn)SOAP的處理功能。
實(shí)現(xiàn)SOAP協(xié)議客戶端的關(guān)鍵問題分為兩個(gè)方面：J2ME不同配置的數(shù)據(jù)類型不一樣，導(dǎo)致與SOAP協(xié)議封裝的數(shù)據(jù)類型不匹配;J2ME平臺(tái)沒有提供對(duì)XML文件進(jìn)行處理的功能。
針對(duì)第一個(gè)問題，需要注意只能使用基本類型，對(duì)不匹配的數(shù)據(jù)類型采用使用基本類型復(fù)合的方式進(jìn)行處理。針對(duì)第二個(gè)問題需要在J2ME中擴(kuò)展對(duì)XML文件處理的功能。目前有有兩種方法對(duì)XML文件進(jìn)行解析。一種是采用DOM的方式，另外一種是采用SAX的方式。操作DOM是一個(gè)與XML相互作用的簡(jiǎn)單方法，通常這個(gè)XML是一棵完整的XML樹，被解析成一個(gè)存放在存儲(chǔ)器中的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，你可以遍歷這棵樹。它非常簡(jiǎn)單易用，但是因?yàn)檎脴浯嬖谟诖鎯?chǔ)器中造成存儲(chǔ)器的負(fù)擔(dān)，而對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)存儲(chǔ)器的資源是有限的，因此這種方法的使用具有一定局限性。第二種方法在捕捉語(yǔ)法分析事件中，每當(dāng)語(yǔ)法分析程序遇到數(shù)據(jù)中的特定結(jié)構(gòu)，它就會(huì)遍歷XML數(shù)據(jù)，然后把結(jié)果發(fā)回前面注冊(cè)的一個(gè)事件監(jiān)聽器中。比如說(shuō)，當(dāng)語(yǔ)法分析程序遇到一個(gè)起始標(biāo)記，如，那么事件監(jiān)聽器將接收一個(gè)事件，通知它這個(gè)情況，并且向它傳遞任何所需的信息。相對(duì)DOM方式的處理，SAX方法對(duì)存儲(chǔ)器的要求比較低，但是效率要比DOM方式低。
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